165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177

Раздел 16 Импульсные источники питания

Схемы с трансформаторной развязкой

Обратноходовые схемы

Принцип действия обратноходового преобразователя подобен принципу действия повышающего преобразователя, в котором энергия накапливается в дросселе, когда ключ замкнут, и отдаётся в нагрузку при разомкнутом ключе.

Магнитные сердечники не очень хорошо «умеют» накапливать энергию магнитного поля. Эффективные высокой магнитной проницаемостью) сердечники насыщаются уже при малом уровне напряжённости магнитного поля. В обратноходовой схеме энергия в действительности накапливается в воздушном зазоре дросселя. Сердечник же предоставляет энергии экранированный путь с малым магнитным сопротивлением от обмоток к воздушному зазору.

На Рис. 5.7 упрощённо изображён ферритовый сердечник с тремя обмотками, подобный используемому в схеме, приведённой на Рис. 5.6.

Схематичное изображение ферритового сердечника с тремя обмоткамиРис. 5.7. Схематичное изображение ферритового сердечника с тремя обмотками

Почти весь магнитный поток концентрируется в магнитном материале. В реальном сердечнике небольшая часть магнитного потока выходит за пределы сердечника в область обмоток, но всё же он равномерно охватывает все три обмотки.

Запишем два уравнения для напряжения на дросселе:

V = L х di / dt и V= N х dФ / dt,

где N — число витков обмотки.

Когда ключ (см. Рис. 5.6) замыкается (транзистор открыт), ток дросселя и магнитный поток в его сердечнике начинают изменяться пропорционально приложенному к первичной обмотке дросселя напряжению. Изменение магнитного потока производит напряжение на каждой вторичной обмотке пропорционально числу витков. Так как наводимое на них напряжение отрицательно (обратите внимание на точки, обозначающие полярности обмоток), диоды не пропускают ток в нагрузку. Когда ключ размыкается, dФ / dt мгновенно изменяет полярность. Если наведённое в какой-либо из вторичных обмоток напряжение N х dФ / dt достаточно велико, чтобы открыть один из диодов, в соответствующей вторичной цепи начинает течь ток. Из этого следует, что вторичная цепь с наименьшим отношением V / N «захватит» весь ток, вызванный ослабевающим магнитным полем. Когда отношения V / N для всех вторичных цепей равны, каждая из них получит часть этого тока. Благодаря эффекту «захвата» тока цепью с наименьшим отношением V / N выходное напряжение стабильно распределяется между всеми вторичными цепями. Поэтому мы можем использовать напряжение на вторичной обмотке вместо основного выходного напряжения, как было описано выше.

Обратноходовая схема может работать как в непрерывном, так и в прерывистом режиме. В непрерывном режиме в одной из обмоток дросселя всегда течёт ток. В прерывистом режиме ток во всех обмотках в течение определённой части периода рабочей частоты снижается до нуля, как и накопленная дросселем энергия. Каждый режим имеет свои достоинства и свои недостатки.

165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177